CN111047211A - 粉尘数据综合分析系统及分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉尘数据分析技术领域，且公开了粉尘数据综合分析系统，包括粉尘综合检测分析模块，所述粉尘综合检测分析模块包括粉尘检测模块、潮湿度检测模块、风力强度检测模块、散射光强检测模块、粉尘的数据收集模块、粉尘监测模块、中央控制模块、信息传递模块和温度检测模块。该粉尘数据综合分析系统及分析方法，通过粉尘检测模块中的个体取样、定点长时间取样和定点短时间取样对不同的环境进行取样，能够针对室外空气中粉尘的不稳定及室内空气中粉尘相对稳定的特性进行对应测试，能够给人们提供更加可靠的数据参数，降低了对应环境测试过程的时间，提高了测试人员的工作效率，并且有利于及时提醒环保监测管理者根据对应情况作出最佳决策。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘数据分析技术领域，具体为粉尘数据综合分析系统及分析方法。
背景技术
粉尘污染对当今社会各行各业均造成了越来越严重的污染，粉尘污染颗粒指的是能悬浮在空气中的微小颗粒物，空气中有很多微小颗粒物，叫法各不相同，如烟尘、粉尘、灰尘、沙尘等，悬浮的粉尘粒子直径一般小于75μm，大气中存在的粉尘带来的影响有利有弊，从利方面来讲，它是能保持地球温度恒定的一个重要因素，从有害方面来说，较多的工业环境及部分生活环境的粉尘严重影响了人们的生活，更是危害到了人们的身体健康，是诱发多种疾病的因素之一，对于皮肤健康也会有极大的危害。
现有的粉尘数据检测系统，无论是室内环境检测还是室外环境检测，均采用同一种方式的测量方式，即对对应环境中进行粉尘颗粒收集，及对应环境气温检测等，检测数据过于单一，平衡标准也过于简单，因为有时室内和室外温差及流动性等相差较大，测量后的数据不具有有代表性，因此测量后的结果与实际情况不易吻合，容易造成测量的数据不精确，不能准确的反应所检测环境的信息，同时因为不同环境中所含有的物质也各不相同，依次对应环境的易燃易炸的临界点也各不相同，不能准确的反应对应环境粉尘数据，不利于环保监测管理人员作出合理的应急策略，为此我们提出粉尘数据综合分析系统及分析方法。
发明内容
本发明提供了粉尘数据综合分析系统及分析方法，具备为环保监测管理者及时科学决策提供强有力的技术支撑，并在环保监测中得到推广与应用的优点，解决了背景技术中所提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：粉尘数据综合分析系统，包括粉尘综合检测分析模块，所述粉尘综合检测分析模块包括粉尘检测模块、潮湿度检测模块、风力强度检测模块、散射光强检测模块、粉尘的数据收集模块、粉尘监测模块、中央控制模块、信息传递模块和温度检测模块；所述粉尘检测模块的右侧和粉尘的数据收集模块的左侧固定连接，用于通过粉尘检测器对指定范围环境内的粉尘进行实时检测，并将采集数据汇集至粉尘的数据收集模块中，所述粉尘检测模块包括有个体取样和定点取样，所述定点取样包括有定点长时间取样和定点短时间取样，所述潮湿度检测模块的右侧与粉尘的数据收集模块的左侧固定连接，用于通过潮湿度检测器对环境中的气温度数及湿度度数进行实时检测，所述风力强度检测模块的右侧与粉尘的数据收集模块的左侧固定连接，用于通过风速吹动颗粒检测器对环境中的风力强度进行实时检测，所述风力强度检测模块便于检测指定环境范围内，风力强度的大小，通过所检测风力强度与正常该指定环境范围内风力强度对比，便于降低检测时环境内粉尘数据的误差，粉尘颗粒虽然能根据不同特性分为多种，但当粉尘颗粒分布较为均匀时，它们的颗粒分布遵循正态分布函数：
上述正态分布函数中，D为粉尘颗粒的直径，X为粉尘尺寸的参数，lnβ为标准偏差，上述函数的图形分布形状为一个单峰周对称形状，当
为粉尘颗粒的峰值；
所述散射光强检测模块的右侧与粉尘的数据收集模块的左侧固定连接，用于通过散射光照检测器对环境中的风力强度进行实时检测，通过将单色散射光照照射在对应环境的粉尘上，照射角度分为平行照射和垂直照射，单色平行光照射穿过某个粉尘颗粒时，当波长为λ的入射光以光强为I0的平行光束沿水平方向传播照射到直径为d的球形颗粒时，光矢量在对应平面内可以分解为两个振幅相等且垂直的偏振光矢量C和C，
平行于散射面的光强分量C1为：
垂直于散射面的光强分量C2为：
则总的散射光强为两者的之和，即C为：
式中，i1(θ)＝|S1(2θ)|2，i2(θ)＝|S2(2θ)|2，其中i1(θ)，i2(θ)是散射光的强度函数，而S1(2θ)，S2(2θ)为散射光的振幅函数，对于一般的球形微粒，其振幅函数S1(2θ)，S2(2θ)和强度函数i1(θ)，i2(θ)只与散射角θ有关，而介质的折射率m只与尺寸半径d和无因此参量有关；
所述粉尘的数据收集模块的右侧与粉尘监测模块的左侧固定连接，用于通过将采集到的粉尘的各种检测信息传递至粉尘的检测模块，所述粉尘监测模块的右侧与中央控制模块的左侧相连，所述中央控制模块的右侧与信息传递模块的左侧电连接，所述信息传递模块的右侧电连接有预判报警系统，所述预判报警系统的右侧电连接有信息监控中心，所述信息监控中心包括有数据处理模块和数据储存模块，通过数据处理模块对预判报警系统中的信息进行数据分析，同时调度各个模块进行正常工作，所述数据储存模块对分析后的数据进行分类有序整理并进行储存。
可选的，所述预判报警系统包括有物质判断模块和爆炸对应参值，所述爆炸对应参值包括有粉尘着火点温度、最大爆炸压强、爆炸指数和最小点火能。
可选的，通过粉尘监测模块对数据进行实时检测，并将获取的信息传递至中央控制模块的内部。
可选的，所述个体取样通过采样人员将个体采样器的空气收集器放置在采样人员的上胸前，进气空气收集器位于接近呼吸带的部位。
可选的，分析方法包括以下步骤：
第一步：首先选择指定的检测环境，然后通过粉尘检测模块检测的粉尘数量、潮湿度检测模块检测的对应湿度、风力强度检测模块检测的对应风力的大小是否对检测环境造成误差的数据、散射光强检测模块检测对应的散射光强度和温度检测模块检测的对应潮湿度中相应参数信息均通过粉尘的数据收集模块转换为数字信号并反送至粉尘监测模块中，其中通过定点长时间取样对室内环境进行粉尘取样，通过定点短时间取样对室外环境进行粉尘取样；
第二步：然后通过粉尘监测模块对各种信息进行检测对应数据是否遗漏或者填多，为降低检测数据的误差，需将每项采集的多组数据中，去掉最先开始的一组，并筛选有效信息，然后将其通过传送至中央控制模块中进行数据分析及处理；
第三步：通过中央控制模块将对应各种数据进行分析，并记录各项数据对应的时间点，以相同时间点的形式将对应的数据进行重新整合，然后通过信息传递模块将整合后的数据传送至预判报警系统中，根据预判报警系统中物质判断模块对各种粉尘进行分类及对应环境所含物质进行分类确认，然后通过爆炸对应参值对各种物质的易燃的最值进行分别确定，并取对应物质中低于最小临界五度为警报提示标准，最后将对应数据传送至信息监控中心中，标注即将到达临界值的节点，并对各种数据进行储存。
可选的，所述定点长时间取样的取样时间为一小时，所述定点长时间取样需要采集人员在指定位置或者指定区域内缓慢移动，并在对应采样区域设置采样点，并记录每次采样的时间。
可选的，所述定点短时间取样的取样时间约为十分钟，所述定点短时间取样需要通过采集人员每隔五分钟在指定位置或指定区域内无重复的缓慢移动，采集次数为九次，
有益效果如下：
1、该粉尘数据综合分析系统及分析方法，通过粉尘检测模块中的个体取样、定点长时间取样和定点短时间取样对不同的环境进行取样，能够针对室外空气中粉尘的不稳定及室内空气中粉尘相对稳定的特性进行对应测试，能够给人们提供更加可靠的数据参数，同时降低了对应环境测试过程的时间，提高了测试人员的工作效率，并且有利于及时提醒环保监测管理者根据对应情况作出最佳决策。
2、该粉尘数据综合分析系统及分析方法，通过预判报警系统对各项数据中的数据进行分析，同时对对应中所含易燃物质的分类，通过设置对应物质中低于最小临界五度为警报提示标准，能够为环保监测管理者制作出合理策略提供充足时间，便于工作人员对不同环境数据中所含不同物质的易燃易炸点不同作出不同的评断标准，起到因地制宜的效果，便于对不同环境下对粉尘危害进行有效判断及作出相对治理决策，该种分析方法便于在环保监测中得到有效推广与应用。
附图说明
图1为本发明的系统流程示意图；
图2为图1中粉尘检测模块的分支示意图；
图3为图1中爆炸对应参值的分支示意图。
图中：1、粉尘综合检测分析模块；2、粉尘检测模块；21、个体取样；22、定点取样；221、定点长时间取样；222、定点短时间取样；3、潮湿度检测模块；4、风力强度检测模块；5、散射光强检测模块；6、粉尘的数据收集模块；7、粉尘监测模块；8、中央控制模块；9、信息传递模块；10、预判报警系统；101、物质判断模块；102、爆炸对应参值；1021、粉尘着火点温度；1022、最大爆炸压强；1023、爆炸指数；1024、最小点火能；11、信息监控中心；111、数据处理模块；112、数据储存模块；12、温度检测模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，粉尘综合检测分析模块1，所述粉尘综合检测分析模块1包括粉尘检测模块2、潮湿度检测模块3、风力强度检测模块4、散射光强检测模块5、粉尘的数据收集模块6、粉尘监测模块7、中央控制模块8、信息传递模块9和温度检测模块12；所述粉尘检测模块2的右侧和粉尘的数据收集模块6的左侧固定连接，用于通过粉尘检测器对指定范围环境内的粉尘进行实时检测，并将采集数据汇集至粉尘的数据收集模块6中，所述粉尘检测模块2包括有个体取样21和定点取样22，所述定点取样22包括有定点长时间取样221和定点短时间取样222，所述潮湿度检测模块3的右侧与粉尘的数据收集模块6的左侧固定连接，用于通过潮湿度检测器对环境中的气温度数及湿度度数进行实时检测，所述风力强度检测模块4的右侧与粉尘的数据收集模块6的左侧固定连接，用于通过风速吹动颗粒检测器对环境中的风力强度进行实时检测，所述风力强度检测模块4便于检测指定环境范围内，风力强度的大小，通过所检测风力强度与正常该指定环境范围内风力强度对比，便于降低检测时环境内粉尘数据的误差，粉尘颗粒虽然能根据不同特性分为多种，但当粉尘颗粒分布较为均匀时，它们的颗粒分布遵循正态分布函数：
上述正态分布函数中，D为粉尘颗粒的直径，X为粉尘尺寸的参数，lnβ为标准偏差，上述函数的图形分布形状为一个单峰周对称形状，当
为粉尘颗粒的峰值；
所述散射光强检测模块5的右侧与粉尘的数据收集模块6的左侧固定连接，用于通过散射光照检测器对环境中的风力强度进行实时检测，通过将单色散射光照照射在对应环境的粉尘上，照射角度分为平行照射和垂直照射，单色平行光照射穿过某个粉尘颗粒时，当波长为λ的入射光以光强为I0的平行光束沿水平方向传播照射到直径为d的球形颗粒时，光矢量在对应平面内可以分解为两个振幅相等且垂直的偏振光矢量C1和C2，
平行于散射面的光强分量C1为：
垂直于散射面的光强分量C2为：
则总的散射光强为两者的之和，即C为：
式中，i1(θ)＝|S1(2θ)|2，i2(θ)＝|S2(2θ)|2，其中i1(θ)，i2(θ)是散射光的强度函数，而S1(2θ)，S2(2θ)为散射光的振幅函数，对于一般的球形微粒，其振幅函数S1(2θ)，S2(2θ)和强度函数i1(θ)，i2(θ)只与散射角θ有关，而介质的折射率m只与尺寸半径d和无因此参量有关；
所述粉尘的数据收集模块6的右侧与粉尘监测模块7的左侧固定连接，用于通过将采集到的粉尘的各种检测信息传递至粉尘的检测模块，所述粉尘监测模块7的右侧与中央控制模块8的左侧相连，所述中央控制模块8的右侧与信息传递模块9的左侧电连接，所述信息传递模块9的右侧电连接有预判报警系统10，所述预判报警系统10的右侧电连接有信息监控中心11，便于工作人员对不同环境数据中所含不同物质的易燃易炸点不同作出不同的评断标准，起到因地制宜的效果，便于对不同环境下对粉尘危害进行有效判断及作出相对治理决策，该种分析方法便于在环保监测中得到有效推广与应用，所述信息监控中心11包括有数据处理模块111和数据储存模块112，通过数据处理模块111对预判报警系统10中的信息进行数据分析，同时调度各个模块进行正常工作，所述数据储存模块112对分析后的数据进行分类有序整理并进行储存。
其中，所述预判报警系统10包括有物质判断模块101和爆炸对应参值102，所述爆炸对应参值102包括有粉尘着火点温度1021、最大爆炸压强1022、爆炸指数1023和最小点火能1024，通过预判报警系统10对各项数据中的数据进行分析，同时对对应的所含易燃物质的分类，通过设置对应物质中低于最小临界五度为警报提示标准，能够为环保监测管理者制作出合理策略提供充足时略间。
其中，通过粉尘监测模块7对数据进行实时检测，并将获取的信息传递至中央控制模块8的内部，降低了对应环境测试过程的时间，提高了测试人员的工作效率，并且有利于及时提醒环保监测管理者根据对应情况作出最佳决策。
其中，所述个体取样21通过采样人员将个体采样器的空气收集器放置在采样人员的上胸前，进气空气收集器位于接近呼吸带的部位。
其中，分析方法包括以下步骤：
第一步：首先选择指定的检测环境，然后通过粉尘检测模块2检测的粉尘数量、潮湿度检测模块3检测的对应湿度、风力强度检测模块4检测的对应风力的大小是否对检测环境造成误差的数据、散射光强检测模块5检测对应的散射光强度和温度检测模块12检测的对应潮湿度中相应参数信息均通过粉尘的数据收集模块6转换为数字信号并反送至粉尘监测模块7中，其中通过定点长时间取样221对室内环境进行粉尘取样，通过定点短时间取样222对室外环境进行粉尘取样；
第二步：然后通过粉尘监测模块7对各种信息进行检测对应数据是否遗漏或者填多，为降低检测数据的误差，需将每项采集的多组数据中，去掉最先开始的一组，并筛选有效信息，然后将其通过传送至中央控制模块8中进行数据分析及处理；
第三步：通过中央控制模块8将对应各种数据进行分析，并记录各项数据对应的时间点，以相同时间点的形式将对应的数据进行重新整合，然后通过信息传递模块9将整合后的数据传送至预判报警系统10中，根据预判报警系统10中物质判断模块101对各种粉尘进行分类及对应环境所含物质进行分类确认，然后通过爆炸对应参值102对各种物质的易燃的最值进行分别确定，并取对应物质中低于最小临界五度为警报提示标准，最后将对应数据传送至信息监控中心11中，标注即将到达临界值的节点，并对各种数据进行储存。
其中，所述定点长时间取样221的取样时间为一小时，所述定点长时间取样221需要采集人员在指定位置或者指定区域内缓慢移动，并在对应采样区域设置采样点，并记录每次采样的时间，通过粉尘检测模块2中的个体取样21、定点长时间取样221和定点短时间取样222对不同的环境进行取样，能够针对室外空气中粉尘的不稳定及室内空气中粉尘相对稳定的特性进行对应测试，能够给人们提供更加可靠的数据参数。
其中，所述定点短时间取样222的取样时间约为十分钟，所述定点短时间取样222需要通过采集人员每隔五分钟在指定位置或指定区域内无重复的缓慢移动，采集次数为九次，通过采集多组数据便于采集人员将数据与对应标准进行对照，去除相差较大的数据，气压数据与对应时间进行排列，有利于工作者人员分析数据的变化曲形，预判出对应粉尘的走势，有利于环保监测管理者制作合理的粉尘治理策略。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.粉尘数据综合分析系统，包括粉尘综合检测分析模块(1)，其特征在于：所述粉尘综合检测分析模块(1)包括粉尘检测模块(2)、潮湿度检测模块(3)、风力强度检测模块(4)、散射光强检测模块(5)、粉尘的数据收集模块(6)、粉尘监测模块(7)、中央控制模块(8)、信息传递模块(9)和温度检测模块(12)，所述粉尘检测模块(2)的右侧和粉尘的数据收集模块(6)的左侧固定连接，用于通过粉尘检测器对指定范围环境内的粉尘进行实时检测，并将采集数据汇集至粉尘的数据收集模块(6)中，所述粉尘检测模块(2)包括有个体取样(21)和定点取样(22)，所述定点取样(22)包括有定点长时间取样(221)和定点短时间取样(222)，所述潮湿度检测模块(3)的右侧与粉尘的数据收集模块(6)的左侧固定连接，用于通过潮湿度检测器对环境中的气温度数及湿度度数进行实时检测，所述风力强度检测模块(4)的右侧与粉尘的数据收集模块(6)的左侧固定连接，用于通过风速吹动颗粒检测器对环境中的风力强度进行实时检测，所述风力强度检测模块(4)便于检测指定环境范围内，风力强度的大小，通过所检测风力强度与正常该指定环境范围内风力强度对比，便于降低检测时环境内粉尘数据的误差，粉尘颗粒虽然能根据不同特性分为多种，但当粉尘颗粒分布较为均匀时，它们的颗粒分布遵循正态分布函数：
上述正态分布函数中，D为粉尘颗粒的直径，X为粉尘尺寸的参数，lnβ为标准偏差，上述函数的图形分布形状为一个单峰周对称形状，当
为粉尘颗粒的峰值，
所述散射光强检测模块(5)的右侧与粉尘的数据收集模块(6)的左侧固定连接，用于通过散射光照检测器对环境中的风力强度进行实时检测，通过将单色散射光照照射在对应环境的粉尘上，照射角度分为平行照射和垂直照射，单色平行光照射穿过某个粉尘颗粒时，当波长为λ的入射光以光强为I0的平行光束沿水平方向传播照射到直径为d的球形颗粒时，光矢量在对应平面内可以分解为两个振幅相等且垂直的偏振光矢量C1和C2
平行于散射面的光强分量C1为：
垂直于散射面的光强分量C2为：
则总的散射光强为两者的之和，即C为：
式中，i1(θ)＝|S1(2θ)|2，i2(θ)＝|S2(2θ)|2，其中i1(θ)，i2(θ)是散射光的强度函数，而S1(2θ)，S2(2θ)为散射光的振幅函数，对于一般的球形微粒，其振幅函数S1(2θ)，S2(2θ)和强度函数i1(θ)，i2(θ)只与散射角θ有关，而介质的折射率m只与尺寸半径d和无因此参量有关；
所述粉尘的数据收集模块(6)的右侧与粉尘监测模块(7)的左侧固定连接，用于通过将采集到的粉尘的各种检测信息传递至粉尘的检测模块，所述粉尘监测模块(7)的右侧与中央控制模块(8)的左侧相连，所述中央控制模块(8)的右侧与信息传递模块(9)的左侧电连接，所述信息传递模块(9)的右侧电连接有预判报警系统(10)，所述预判报警系统(10)的右侧电连接有信息监控中心(11)，所述信息监控中心(11)包括有数据处理模块(111)和数据储存模块(112)，通过数据处理模块(111)对预判报警系统(10)中的信息进行数据分析，同时调度各个模块进行正常工作，所述数据储存模块(112)对分析后的数据进行分类有序整理并进行储存。
2.根据权利要求1所述的粉尘数据综合分析系统，其特征在于：所述预判报警系统(10)包括有物质判断模块(101)和爆炸对应参值(102)，所述爆炸对应参值(102)包括有粉尘着火点温度(1021)、最大爆炸压强(1022)、爆炸指数(1023)和最小点火能(1024)。
3.根据权利要求1所述的粉尘数据综合分析系统，其特征在于：通过粉尘监测模块(7)对数据进行实时检测，并将获取的信息传递至中央控制模块(8)的内部。
4.根据权利要求1所述的粉尘数据综合分析系统，其特征在于：所述个体取样(21)通过采样人员将个体采样器的空气收集器放置在采样人员的上胸前，进气空气收集器位于接近呼吸带的部位。
5.粉尘数据综合分析方法，其特征在于：分析方法包括以下步骤：
第一步：首先选择指定的检测环境，然后通过粉尘检测模块(2)检测的粉尘数量、潮湿度检测模块(3)检测的对应湿度、风力强度检测模块(4)检测的对应风力的大小是否对检测环境造成误差的数据、散射光强检测模块(5)检测对应的散射光强度和温度检测模块(12)检测的对应潮湿度中相应参数信息均通过粉尘的数据收集模块(6)转换为数字信号并反送至粉尘监测模块(7)中，其中通过定点长时间取样(221)对室内环境进行粉尘取样，通过定点短时间取样(222)对室外环境进行粉尘取样；
第二步：然后通过粉尘监测模块(7)对各种信息进行检测对应数据是否遗漏或者填多，为降低检测数据的误差，需将每项采集的多组数据中，去掉最先开始的一组，并筛选有效信息，然后将其通过传送至中央控制模块(8)中进行数据分析及处理；
第三步：通过中央控制模块(8)将对应各种数据进行分析，并记录各项数据对应的时间点，以相同时间点的形式将对应的数据进行重新整合，然后通过信息传递模块(9)将整合后的数据传送至预判报警系统(10)中，根据预判报警系统(10)中物质判断模块(101)对各种粉尘进行分类及对应环境所含物质进行分类确认，然后通过爆炸对应参值(102)对各种物质的易燃的最值进行分别确定，并取对应物质中低于最小临界五度为警报提示标准，最后将对应数据传送至信息监控中心(11)中，标注即将到达临界值的节点，并对各种数据进行储存。
6.根据权利要求5所述的粉尘数据综合分析方法，其特征在于：所述定点长时间取样(221)的取样时间为一小时，所述定点长时间取样(221)需要采集人员在指定位置或者指定区域内缓慢移动，并在对应采样区域设置采样点，并记录每次采样的时间。
7.根据权利要求5所述的粉尘数据综合分析方法，其特征在于：所述定点短时间取样(222)的取样时间约为十分钟，所述定点短时间取样(222)需要通过采集人员每隔五分钟在指定位置或指定区域内无重复的缓慢移动，采集次数为九次。
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